揭秘esc 的全能性论文

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1、揭秘ESC的全能性论文张金梅陈新月高逢喜【摘要】胚胎干细胞（EmbryonicStemCell，ESC）具有全能性，其命运决定是一个错综复杂的过程，由微环境、基因、转录因子、miRNAs及表观遗传机制等多种因素综合调控。在分子水平上全面理解调控ESC命运的信号通路和转录网络，使ESC能充分应用于治疗领域，具有十分重要的意义。这篇论文揭开了ESC全能性的神秘面纱，为ESC的基础研究和临床应用提供了参考。【关键词】胚胎干细胞全能性信号通路微环境被喻为位于山巅的石头，可沿着无数条路径滚落到山谷.freeliRNAs都起着至关重要调节作用。诸多

2、信号分子、复杂的转录因子调控网络、遗传信息及表观遗传修饰等的动态变化和相互作用，决定了它的与众不同。1微环境（niche）分子水平上ESC的居所是微环境，微环境中的ESC一般是保持静止休眠状态，当受到内外环境的刺激时，ESC复苏并开始不对称分裂，形成两个子细胞，一个和它自身一模一样，另一个分化成组织所需的细胞。微环境的大小能通过空间信息的整合来改变。微环境的组分能调节分化诱导因子和抑制因子，使之处于平衡状态。微环境中的可溶性因子、细胞外基质以及细胞之间的相互作用传递的信号共同调控ESC的命运。目前已知的ESC中全能型相关的信号通路有JA

3、K/STAT、ACTIVIN/NODAL、BMP、AKT/PTEN和tf2间接地抑制谱系分化基因的表达4。已经鉴定了许多调控或发育相关的功能基因在ESC中高度表达。除了已知的调节基因外，还有一些基因如Nup133、Mrpl15、Nrf1和Msh6等在保持ESC的多能性和自我更新方面也有重要的作用。在基因表达的随机过程中,转录噪音严重地影响着细胞的命运。KalmarT5小组提出，Nanog基因表达的转录波动是保持多能性的必要因素，Sox2、Oct4和Nanog组成的网络能维持转录噪音以干扰分化信号。ColeMF6等的研究表明，yc，减弱分

4、化，甚至替代cMyc促进细胞去分化，诱导多能性；鼠ESC中特有的miR294和miR295能提高Klf4、Oct4和Sox2诱导多能性的效率。miRNAs参与ESC全能性的调节是因为miRNAs基因的启动子能与全能性转录因子Oct4,Sox2,Nanog等结合，其调控方式类似于蛋白编码基因：一类miRNAs在多能性ESC中大量表达；另一类miRNAs则被PcG蛋白沉默，当ESC分化时才被激活。miRNAs簇的不同成员能通过靶定信号通路的不同成份形成一个整体，达到共同调节ESC全能性的目的。例如，miR302是一个含有8个microRNA

5、s相互串联的miRNAs簇，其保守区域分别与Oct4和Sox2结合，参与ESC全能性与分化的调控。5调节回路为了发掘ESC全能性的分子机制，引入了许多的模型。这些模型大体上由两个相互作用的回路组成：一个回路是由干细胞特殊的转录因子OCT4、SOX2和NANOG组成；另一个由谱系分化的主导基因组成，调节分化。两个回路偶联，共同调控ESC的命运。几个正反馈环在回路中充当双向开关，响应环境刺激：当OCT4、SOX2和NANOG基因表达时，开关打开，自我更新基因表达，分化基因沉默；反之则分化基因表达。当自动分化调节回路的重要关节点被严重摧坏时，

6、如Nanog被凋亡蛋白酶Caspase-3失活8，细胞便从全能性状态开始，随着环境刺激的增加不断变化，直到最后完全分化9。6结语深入了解ESC全能性的分子机制使我们能灵活地操纵ESC为临床治疗服务。随着研究的不断深入，人们对微环境、转录因子调控网络及miRNAs复杂多样的调节功能的认识将愈加清晰，相信在不远的将来能绘制出更详尽的ESC调节回路图,对ESC的全能性的认识会更加深刻。考考文献1RaoM.Conservedanddivergentpathsthatregulateself-reneouseandhumanembryonicst

7、emcells.DevBiol,2004,275:269，286.2SunY,LiH,YangH,.freelscontrollingembryonicstemcellself-reneinesCell-CellIntegrityofSelf-ReneCells.PloSONE2008,3:e3001.doi:10.1371/journal.pone.0003001.4ChenCC,ZhongS.Inferringgeneregulatoryodynamicmodeling.BMCGenomics,2008,9:S19doi:10.11

8、86/1471-2164-9-S2-S19.5KalmarT,LimC,HaybryonicStemCells.PLoSBiol,2009,7:e1000149.doi:10.1371/journal.pb